NaHCO3胁迫下马铃薯根系代谢组差异分析

【目的】分析马铃薯根系对NaHCO3胁迫的代谢组学差异,揭示不同马铃薯品种响应NaHCO3胁迫的代谢分子机制,为优化马铃薯育种、栽培技术措施以及生产应用提供理论依据。【方法】以马铃薯‘V7’和‘康尼贝克’2个品种幼苗根系为研究对象,选用不同浓度梯度（CK、10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L、50 mmol/L）NaHCO3溶液模拟碱胁迫,胁迫7 d后,结合非靶向代谢组学检测方法,利用高效液相色谱（LC-MS）技术及多维统计学对2个马铃薯品种根系代谢产物进行检测分析。【结果】（1）NaHCO3胁迫下,‘V7’根系中检测到160种代谢物上调、91种代谢物下调,‘康尼贝克’根系中125种代谢物上调、52种代谢物下调。（2）KEGG通路富集分析表明,2个品种各筛选出10条差异代谢通路,其中植物次生代谢产物的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、由组氨酸和嘌呤衍生的生物碱合成以及嘧啶代谢这4条差异代谢通路是马铃薯根系响应碱胁迫的关键代谢途径。（3）糖类、酰胺类化合物、胺类、含氧有机化合物、生物碱、酚酸类、菑体-皂苷元等差异代谢物均参与到了马铃薯响应NaHCO3胁迫的复杂的调控网络中。【结论】研究筛选出马铃薯根系响应NaHCO3胁迫的关键代谢产物以及代谢途径,耐碱性品种V7与碱敏感性品种‘康尼贝克’二者根系代谢组学存在差异性;同时,同一个品种不同胁迫程度下其根系代谢与CK也存在差异性。氨基酸及其衍生物、有机酸、尿囊素这3类差异代谢物含量的积累是‘V7’根系代谢过程活跃、耐碱性能力强于‘康尼贝克’的重要特征分子。